北川中学2014级绵中班高一下期期末物理复习资料专题四.doc

专题四二：万有引力知识填空1、地心说的代表人物是古希腊的 ；日心说的代表人物是波兰的 。2、开普勒三定律： 开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在所有椭圆的一个 上。 开普勒第二定律（ 定律）：从太阳到行星的连线在相等的时间内扫过 。所以行星通过近日点的速度比通过远日点的速度 （选填“大”或“小”）。 开普勒第三定律（ 定律）：行星轨道 的 次方与 周期的 次方的比值是一个常量。即 =k，k的大小仅由 决定，与行星无关。 扩展：开普勒三定律不仅适用于绕恒星公转的 ，也适用于绕行星公转的 。同一系统（中心天体相同），各个天体的k （选填“相同”或“不同”）；不同系统（中心天体不同），各个天体的k （选填“相同”或“不同”）。3、万有引力定律 万有引力定律是 发表的，由 在实验室中首次验证，并测出引力常量G。 内容：任何两个物体之间都存在 作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成 ，与这两个物体之间的距离的平方成 。 表达式： ，其中G = Nm2/kg2，是一个与物质种类 的普适常量。 适用条件：用于计算 间的万有引力，对于质量均匀分布的 ，也可以用万有引力定律，此时公式中的r为 的距离。4、重力与万有引力之间的关系 考虑地球自转：地表物体的重力是物体所受引力的一个 ，引力的另一个分力提供物体随地球自转所需要的 。由于物体做匀速圆周运动，所需要的向心力也可以说为是由引力与 力的合力提供的。物体在赤道处由于所需向心力最 （选填“大”或“小”），因此重力及g最 ；物体在地球两极处由于所需向心力最 ，等于 ，因此重力及g最 。 忽略地球自转：重力与引力 。 在地球表面，该关系式写为 。由此可推出黄金代换式GM = 。 在距离地面高h处，该关系式写为 ，因此重力及g随h升高而 。5、环绕模型中的万有引力与向心力之间的关系：万有引力 向心力T = v = a = = 这组关系式只能用来求 天体的质量（选填“中心”或“环绕”），不能求 天体的质量。 同一系统中，距离中心天体越近的天体，运行越 （选填“快”或“慢”），即v越 ，越 ，T越 ，a越 。 同一系统中，轨道半径r相同的天体，如同一轨道上的m不同的卫星，v、T、a的大小 。 当G或M未知，已知地表g和R，利用黄金代换式可推得：v= 、= 、T= 。6、万有引力定律的应用： 和 根据牛顿的引力理论，预言了 回归。 根据牛顿的引力理论，天文爱好者先计算出了 王星的质量、轨道和位置，天文学家之后才因此发现该未知星体的存在。 计算天体质量或密度的两种思路： 已知引力常量G、天体半径R、天体表面重力加速度g，则天体质量M = ； = ； 已知引力常量G、中心天体的半径R、环绕天体的轨道半径r、环绕天体的公转周期T，则中心天体质量M = ；中心天体密度 = ；当环绕天体进入近地轨道，即轨道半径r = R时，中心天体密度 = 。7、卫星在轨道上运行所需要的向心力由 力提供，故卫星的轨道平面一定过 。8、在人造地球卫星中，最大的运行速度vmax= km/s ，最短的公转周期Tmin= min。9、宇宙速度 第一宇宙速度：使卫星能环绕地球运行所需的最 发射速度叫做第一宇宙速度。由于卫星刚好被送入 轨道，所以第一宇宙速度也是近地圆轨卫星的运行速度，由于轨道半径最小，离地面最近，所以第一宇宙速度也是最 的圆轨运行速度。地球上，第一宇宙速度v1= km/s；其他天体上，第一宇宙速度的计算式为 v1= ； v1= 。请在下方写出两个结论式的推导依据及过程： ： 第二宇宙速度：使人造卫星脱离 的引力束缚，不再绕地球运行的最 发射速度叫做第二宇宙速度。地球上，第二宇宙速度v2= km/s。 当发射速度v满足v1vv2时，卫星的运行轨道是 形轨道，在近地点的运行速度 v1。 第三宇宙速度：使物体脱离 的束缚而飞离太阳系的最 发射速度，叫做第三宇宙速度。地球上，第三宇宙速度v3= km/s。10、发射速度与运行速度的区别及关系：发射速度越 ，卫星被送入的轨道高度越高；轨道高度越高，卫星的轨道运行速度越 ；发射速度越 ，卫星被送入的轨道高度越低；轨道高度越低，卫星的轨道运行速度越 。11、同步卫星：相对地面 的卫星叫同步卫星。运行周期T= h；角速度与地球自转角速度 ；所有地球同步卫星在 轨道上（选填“同一”或“不同”），运行速度均 ，约为 km/s；同步卫星只能位于地球 正上方，距地面高度h大约为 km；同步卫星常用于通讯或气象观测， 颗同步卫星就能形成全球观测带。12、两星一物（近地卫星、同步卫星、赤道上的静止物体）的比较： 线速度大小排序： ； 角速度大小排序： ； 周期大小排序： ； 向心加速度大小排序： 。13、卫星与超重、失重现象：卫星发射加速上升过程中，由于具有向 的加速度，故卫星内部会发生 现象；卫星回收减速下降过程中，由于具有向 的加速度，故卫星内部会发生 现象；卫星在轨道上稳定运行时，由于轨道向心加速度与轨道处的重力加速度 ，故卫星内部会发生 现象。14、卫星的变轨：卫星在原轨道上加速，引力 所需向心力（选填“大于”或“小于”），故会做 运动（选填“离心”或“近心”），从而进入更 的轨道（选填“高”或“低”），稳定后的运行速度比原轨道的运行速度 （选填“大”或“小”）；卫星在原轨道上减速，引力 所需向心力，故会做 运动，从而进入更 的轨道，稳定后的运行速度比原轨道的运行速度 。15、双星模型：根据双星的角速度 ，相互作用